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(一)实施基础教育新课程的需要
自新课程教育改革后,考入高等院校的高中毕业生所使用的都是教改之后的新教材。基础教育为高等教育奠定了坚实的基础,就高等数学课程而言,基础性的数学教育课程对其内容进行了适当删减,在一定程度上降低了数学课程的深度与难度,尤其在高考改革后,牵动高等院校数学课程教学改革也就成了一种必然。
(二)以能力为关键的素质观的需要
要想改变以知识多寡与学问深浅为教育质量评价指标的唯一知识质量观,就一定要提倡与知识经济相适应,以能力为最终衡量标准的本科院校学生素质观。高等数学课程教学必须将培养重点置于学生通过高等数学对实际问题进行解决的能力与素养方面,并将其放在学生把握学习高等数学的思想、方法、精神等层面。
(三)应用型人才培养定位的需要
要实现应用型人才目标的培养,就必须改革以下几点:①适当增加数学素质课程训练,将高等数学思想文化充分突出出来;②降低高等数学内容难度,相应减少学科课程;③适当增加高等数学课程教育比重,加强教育理论和技能;④在所增加的实验课中,对实践环节进一步加强;⑤增加素质选修课程,使人文素养得以提高;⑥进一步增加课程选择性,与学生个性化发展需求相适应。
(四)现代化教学现状的需要
就认识角度而言,很多教师对学生后续专业课与基础课和高等数学之间的联系比较陌生,而且也不了解后续专业课与专业基础课中高等数学的作用,他们只懂得就数学课本传授知识,这会让学生无法从中体会数学课对后续专业课的重要作用与影响;就内容而言。新建本科院校中所用教材有过多理论知识,缺乏实际应用内容,而且高等院校教师也比较偏重向学生传授知识,这就忽略了实际所传授的内容与实际问题、专业学习的有效结合,同时也忽视了对学生高等数学意识与能力的培养,这就与新建本科院校培养应用型人才的办学定位不适应;就方法而言,习惯沿用满堂灌、注入式高等数学教学方法,导致学生思维出现惰性,对学生思考问题的主动性与积极性造成抑制,对学生探究独立思考问题能力的培养极为不利;就实践而言,新建本科院校存在非常薄弱的实践教学环节,多学少用的现象比较多,其中新建本科院校高等数学课程教学中相对最为薄弱的一个环节就是数学建模与数学实验。
二、改革新建本科院校高等数学课程教学的路径选择
(一)依照应用型人才培养定位,对高等数学教育教学目标进行优化
作为以应用型人才为培养目标的新建本科院校,必须严格遵循“实基础、适口径、重应用以及强素能”的教学理念,以进一步优化课程教学目标,适当调整课程教学要求,制定周密的教学大纲。①高等数学课程多维目标的构建。在保证能够培养应用型人才的前提下,对高等数学课程知识和技能、价值观与情感态度、方法与过程三维度高等数学教学目标进行确立。②调整高等数学教学要求。不需要过分强调高等数学理论完整性,降低计算与证明的难度,降低高等数学理论要求,进一步淡化运算训练,以掌握数学方法、理解基本概念、加强培养学生的数据处理与数值计算能力,突出数学理念,要求学生学会以数学方式解决软件实际问题。③利用分类方式制定高等数学课程教学大纲。对培养应用型人才与高等数学教学内容要求的差异性,通过分类的方式制定适应于不同专业培养目标的高等数学课程教育教学大纲。
(二)依照培养应用型人才需求,对高等数学课程内容体系进行优化
在固定总课时的前提下,必须依照培养应用型人才的目标要求,按照“以应用为目的,实现两个转变,形成三个层面,全面把握四大关系”的教学思路。“以应用为目的”指的是依照对应用型人才进行培养的需求,以问题为导入,以数学方法为主线,同时以数学知识产出过程为具体教育平台,凸显高等数学整体框架,以此形成高等数学知识整体框架结构。“实现两个转变”指的是以注重专业需求的应用导向替代注重数学理论的应试导向。此外,“形成三个层面”指的是将本科院校课程教学内容进行基本、深化及应用三层面的划分。
(三)依照应用型人才培养需求,对高等数学课程教学方法进行优化
一是教学过程互动化。建立对话式课堂文化,视课堂为一种互动与对话的过程,通过“对话”取代“独白”,开辟一种教学新模式。二是抽象问题直观化。在数学中,必须依照教材内容对教学媒体进行重新组合,通过对新颖教学设计进行创设,使高等数学问题更为直观化。三是枯燥问题趣味化。枯燥的数学问题通常是影响学生学习数学的一大障碍。四是复杂问题简单化。在高等数学教学过程中,教师通过最为简单的教学方式来系统性处理复杂高等数学问题,采用最简单语言来具体说明深奥的理论。
(四)依照应用型人才培养需求,对高等数学课程教学策略进行优化
1.激发学生学习兴趣。
俗话说,学习最好的老师是兴趣,然而,相关调查研究结果表明,中国学生普遍从小就对数学缺乏兴趣,而数学教师忽视培养学生学习兴趣,或者无法将学生学习兴趣有效激发出来是导致学生数学兴趣淡薄的关键性因素。所以,数学教师必须对自身教学艺术进行研究与提高,恰到好处地包装高等数学知识,采用最佳呈现方式,对学生进行积极引导,让其认真品味数学之趣、领略数学之奇、欣赏数学之美、展现数学之魅力、感受数学之妙,使其对知识的期待和好奇充分激发出来,让其在学习高等数学的过程中体现高等数学文化的魅力与思考高等数学的乐趣。
2.摒弃严密数学。
通常情况下,之所以数学教师无法将学生学习高等数学的兴趣有效激发出来,其根本因素就是教师一味倡导高等数学严密性,并未将数学教学生动性与数学本身严密性之间的矛盾处理好。从另一种角度而言,数学本身的严密性是相对而言的,在新建本科院校中,高等数学教育的过程是循序渐进的,并非一步到位的,由此可见,高等数学教师必须善于将深奥思想形象化、抽象概念具体化、陌生内容生活化、枯燥理论趣味化,这种教学方式可有效激发学生兴趣。
3.高等数学情境问题的驱动。
我们通常所说的任务驱动法,指的是构建主义教学理论延伸的一种教学方式,任务驱动法着重强调学生日常学习活动一定要结合实际问题与任务,通过问题探索方式里维持与引导学生的学习动机与学习兴趣。高等数学教学过程中,高等数学教师可以问题驱动法将教学内容逐步展开,将学生学习积极性充分调动起来,让学生在任务驱动下学习,以此培养学生解决数学问题的水平与能力。
(五)依照培养应用型人才需求,对高等数学课程考核评价进行优化
就本质而言,教学考核评价不仅仅是课堂教学的关键组成部分,同时也被称为一种行之有效的鞭策与强化手段。在考核评价中,教师能够对高等数学教学效果进行检验,以便对后续教学计划进行调整,学生也可由此对所学技能与知识情况进行了解与掌握,改进学习方法。通过结合随堂测验、平时成绩以及期末考试的多元化方法来考评高等数学学习成绩,对学生应用高等数学进行引导,提高学生学习高等数学的主动性与积极性。平时高等数学成绩主要包括以下几方面:平时作业、课堂练习、课堂提问、课堂出勤、分析资料、查阅资料以及应用举例等;高等数学随堂测验的内容主要有:数学实验、教材中的练习以及单元测验等。此外,教学指导委员会试题库组共同制定出期末考试试卷,其所占的比例可以依照学生自身情况具体确定,此外,如果学生对高等数学某方面内容有创新与研究,教研室可对其进行免考,以此勉励学生积极创新与应用。此多元化考核评价制度,从本质上走出了传统的以笔试当作考核评价唯一方式的弊端。
三、结语
1.实践教学没有紧密围绕提高学生文化艺术修养展开
实践教学对于学生学习美术具有重要影响,一般高校都会组织学生定期外出写生,或者鼓励学生采用其他形式对所学知识进行实践。但这样的实践教学效果到底如何呢?事实上,高校大都围绕着提高学生的绘画技能开设实践课,这并不是坏事,但也不完全是好事。美术和其他艺术一样都要源于生活,学生要想真正提高自身的文化艺术修养,并非上几堂课那么简单,而是要经过长时间的熏陶、耳濡目染。因此,这样的实践课难免和学生提高自身文化艺术修养的宗旨有些偏离,也就不能对提高学生自身的文化艺术修养有实质性的帮助。
2.在美术教学中不注重学生自主学习能力的培养
美术学科中包含的知识特别丰富,学生要想汲取这些知识,仅凭在课堂上认真听讲是不够的,更要凭借自身的努力对知识进行刻苦钻研,这就离不开一定的自主学习能力。学生要想真正提高自身的艺术功底,绝非一时半刻所能做到,而是需要学生具备一定的自主学习能力和树立终身学习的意识,并执著地展开对知识的追求。但就目前来看,高校对美术专业学生的培养仍局限于单一地提高学生的绘画技能,而没有对学生进行有效引导,从而全面提高其综合素质。
二、推进我国高等院校美术教学改革的新途径
1.纠正课程设置中“重专业”“轻教育”的倾向
古语云:“修身、齐家、治国、平天下。”或许有人会感到奇怪,这四者中为什么修身会被摆在第一位。笔者认为答案是:一个人唯有身正才能不怕影子斜。所谓身正,笔者认为应该是正直、有高尚品德,德行可以说是一个人的立世之本。之所以要纠正课程设置中“重专业”“轻教育”的倾向,是因为美术教育不仅要培养和提高学生的绘画技能,更应发挥自身在培育人才方面的独特作用,致力于培养德艺双馨、德智体美全面发展,有理想、有担当,能肩负起建设社会主义事业重任的高素质人才。
2.构建崭新的课程体系
构建崭新的课程体系,首先要根据学生所学美术专业的不同方向为其量体裁衣,开设更为符合其实际需要的课程,改变以往所开设美术专业课程丰富但不实用又缺乏针对性的现象。其次,高校为学生开设实践课,不应仅仅局限于培养学生的绘画技能,而应将实践课转变为学生一展才艺的舞台,给予学生展示自己的机会。再次,在美术教学中还应注重对学生的自主学习能力进行培养和激发。
3.全面推进人才培养模式改革
高校所培养出的美术人才最终是要走向社会的。因此,高等院校在制订美术专业人才培养目标时,可以考虑以市场为导向,结合社会对美术人才素质的实际需要,对美术专业人才进行订单式培养,从而有效提高美术专业人才的社会适应能力。全面推进人才培养模式改革的措施有以下两点:在校内进行开发,建立实训基地则是提高学生专业水平和实践能力的最佳方式。为此,学校应加强师资力量建设,努力提高师资与硬件设施的水平,如开办公司或美术辅导班等,以便为学生的实习提供一个可靠的平台。
一门课程的学习伊始,教师应该清晰谨慎地提出本课程可以给予学生的承诺与机会。例如,该课程将帮助学生回答什么样的问题?这些问题将有助于他们发展何种类型的智力、体力、感情或社交能力?学习该门课程对于他们后续课程学习有什么帮助?对于他们日后工作有什么样的帮助.所以,第一堂课,最重要的不是快速进入教学内容的讲授环节,而在于帮助学生明确该门课程的学习意义。一个直接明了的问题有助于引起学生的深入思考,所以教师首先可以向学生提出问题:为什么学习《初等数论》(或课程)?要回答该问题,不仅需要教师对于该门课程的课程教学目标有清晰的理解,而且要能通过简洁、非专业的语言向未学习该门课程的同学解释清楚答案.对该问题的回答既有学科知识上的考虑,如对于后续课程的学习、对学生能力的培养等方面的影响,但更要从学生实际出发,采用实用主义的观点,告诉学生该课程对于其自身日后的成长发展尤其是毕业求职以及离开学校后的发展可能会起的作用。作为对问题的回答,第一个原因,基于营造良好课堂教学气氛的考虑,教师给出答案:为了拿到学分,为了毕业,不得不学.而且结合课程性质,因为它是一门专业限选课,该门课程的成绩影响学分绩点,所以,要求同学不仅要考试通过,而且应该争取取得尽可能高的成绩.以此对学生的学习提出比较高的要求.接着,教师向全体同学展示新的高中数学教材选修2———《数论初步》,让学生明确,数论不仅是数学的一个重要分支,而且是新的高中数学课程标准要求的教学内容.如果要想成为一名符合新课程要求的合格的高中数学教师,同学应该要学习掌握数论的有关知识.然后,教师讲述自己亲身经历过的一件事情:“曾经有一个同事问我,2.5除以0.8余数是几.因为他孩子做作业时遇到这样一个问题.结果孩子答案是1,老师说答案是0.1.请问余数到底是几?”.学生对于这个问题也陷入了思考,有的认为是0.1,因为余数要小于除数,有的认为答案是1,因为小学生做除法时应该要先移动小数点然后再计算.此时教师可以告诉学生,余数是数论中的一个概念,而数论研究对象是整数,所以,教师所提的问题本身就是错的,以此帮助学生明确该课程学习的第三重理由:作为数学教师,数学专业水平不高,不懂得一些数论的知识,教学工作就可能会犯错.接下来教师再提问第四个问题,什么样的整数能够被3整除?几乎所有的学生立刻能够说出答案:只要看这个整数各个数位上的数字的和是不是3的倍数.教师接着问为什么有此结论?则所有的同学都安静下来.这时教师点明学习初等数论的第四个理由:帮助同学明白一些数学结论成立的道理.可能有的同学认为“这些结论我知道、好用、会用”就可以了,何必要弄明白它为什么成立呢?教师回答:知道这些结论成立的道理一方面可以帮助我们确信这些结论成立的正确性,另一方面可以以此帮助我们去探寻更多好用的结论,如“什么样的数能被9、11、13、17…整除?”而且有些结论如果不知道它成立的原因容易忘记或者用错,但是明确了知识的来龙去脉,就变成了理解性记忆,不仅记忆能更加深刻持久,而且不会觉得记忆相关结论是一个负担.最后教师结合上一学期《竞赛数学》课的学习点明第五个学习初等数论的原因:中小学数学教师进行数学竞赛辅导活动需要学习数论知识.虽然数学竞赛活动饱受批评,但那多是由于人们将竞赛活动过度功利化及竞赛开展的低龄化、竞赛培训范围的扩大化和培训形式的单一化所造成的,数学竞赛活动本身有其积极的教育价值.而数论问题题意简单、解答需要深入思考的特点决定了它用于培养和发现数学人才具有先天的优势.诚如大卫•希尔伯特所讲;“用以发现数学天才,在初等数学中再也没有比数论更好的课程了……”.第六个学习初等数论的理由是:通过人们对初等数论应用价值的研究,帮助大家加深对数学的认识.20世纪50年代以前,人们认为数论没有多少应用价值,数学家研究它是因为数论问题有趣,是进行“思维体操”的材料,但是随着计算机和信息技术的发展,数论中的许多理论找到了用武之地:比如在计算方法、代数编码、组合论等方面都广泛使用了初等数论范围内的许多研究成果;有文献报道,现在有些国家应用“孙子定理”来进行测距,用原根和指数来计算离散傅立叶变换等.此外,数论的许多比较深刻的研究成果也在近似分析、差集合、快速变换等方面得到了应用.特别是现在由于计算机的发展,用离散量的计算去逼近连续量而达到所要求的精度已成为可能.尤其是基于大数分解的RSA公开密钥体制深刻地改变着人们对数论和数学的认识。以上六条理由在轻松的气氛下既帮助学生明确了《初等数论》课程的学习意义,又告诉学生“学科知识对于课堂教学及数学教育至关重要,大学数学课程对于未来从教发挥重要作用”,同时介绍了数论现展的一些特点。
二、介绍学科的发展简史
“如果我们想要预测数学的未来,那么适当的途径是研究这门学科的历史和现状”(亨利•庞加莱).近年来,在我国的数学教育改革中,人们越来越重视数学史知识在数学教育中的价值和应用.介绍该门学科的历史从浅的层次上看可以通过讲故事的形式吸引学生的学习兴趣,从深的层次上看可以帮助学生理解该门学科的研究问题、学科特点及发展趋势。该节课讨论的第二个问题是数论学科的发展历史及分类,以发展的眼光看初等数论是如何形成、产生和发展的。在此既从古代人们对数论问题的零星、琐碎的研究,明确数论问题的解决和研究促进了数学的发展,又要介绍高斯在数论的学科化、系统化方面所作出的杰出贡献,包括其划时代的著作《算术探讨》在完成之初被法国科学院拒绝出版的轶事也有其积极的教育价值。而正如前面回答“为什么学习初等数论”时给出的第六个答案所讲的,数论学科的现展已经使得该门学科不再仅仅是思维的体操,更慢慢成为一门有着广泛应用的学科。
三、明确学科研究对象及特点
一门学科总有其核心的研究对象或问题。在第一堂课上,即使学生难以一下子完全理解,教师也应该明确指出该门学科研究的核心问题。所以该节课第三个要讲授的内容是数论的研究对象及学科特点。第一,要帮助学生明确该门课程的研究对象是整数,其最核心的概念是整除。初等数论的知识体系其实都是围绕整数和整除展开的。第二,数论是一门蓬勃发展的学科,它内部产生的大量问题促进了数论学科的快速发展。加拿大数论专家RichardK。Guy教授曾编写了一本《数论中未解决的问题》一书,该书在1981年首次出版时大约有150页,而1994年第二次再版时,将第一次出版后已解决了的问题删去,又将随后提出的新数论问题加入,这样一来,第二版书的页码增加到280页。第三点要着重说明的是无论是古代还是现代,中国数学家在数论研究上都取得了杰出的成就。为了帮助学生加深对学科特点的认识,教师可以列举介绍一些简单而典型的学科问题。高斯说,“数学是科学的皇后,数论是皇后戴的皇冠”,而一些精彩有趣的数论问题则被喻为是皇冠上的明珠,熠熠发光。通过简单介绍费马大定理尤其是A•怀尔斯的工作帮助学生了解数学家解答数学问题的艰辛,以及数学家在证明费马大定理上所做的各种尝试和提出的理论,帮助学生了解数学问题的研究对数学发展的极大促进作用。或许某个理论并没有解决它想要解决的问题,但可以在其它方面找到应用,正如费马大定理被喻为“生下金蛋的母鸡”一样;通过介绍哥德巴赫猜想及其证明原理帮助学生了解陈景润证明的“1+2”的含义,消除误解;通过介绍完全数、亲和数问题,帮助学生感受数学问题里蕴含的理与美。以上所有问题可以再次让学生体会数论问题的特点:题目本身简单易懂、富有趣味,许多数论难题甚至连小学生都能明白题意,可是要真正证明它,却可能需要数学家长时间的研究和解决。
四、帮助学生明确不足
一门学科或许是有趣的、有意义的,但是如果能让学生意识到自己现在的不足,则对于后面的主动学习无疑是有利的。该节课介绍的第四个内容是数学竞赛大纲中涉及的数论问题及要求。通过介绍数学竞赛大纲中涉及的数论内容,帮助学生意识到自己知识能力上的不足。尤其是通过请学生尝试思考解决一些中小学的典型数论竞赛题,让学生更进一步地认识到自己在问题思考和解决上能力的不足,给本门课程的学习创造一个愤悱的状态。
五、明确课程的学习要求及学习建议
[关键词]高等数学;多媒体技术;旅游管理
1引言
高等数学是高等院校的一门十分重要的基础课程,也是专业教学计划中的一门主干课程。自从20世纪50年代开始,国内引进苏联教育的教材体系,高等数学课程逐渐形成了现有的、较为完善的教学体系。虽然经过1958年和1978年的两次高等院校教学改革运动,高等数学课程也得到了一定程度的改进,但课程的总的教学思想和教学体系没有发生根本性的改变。而在20世纪80年代,世界范围内出现了大学数学改革浪潮,西方发达国家,也都争先恐后地对大学数学的教育体系进行了不同程度的改革。国家教育部于1996年启动了“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”,1998年10月教育部又在北京香山召集了部分大学数学教育的专家、学者,以及来自教学第一线的数学教师,举办了“数学教育在大学教育中的作用”的研讨会。此后,大学数学教育的改革受到各方面更加广泛的关注和重视[1,2]。
自1999年国家开始实行的高校招生扩招政策以来,全国的高等教育形势发生了很大变化,出现了许多新的情况和问题。特别需要指出的是,各个高等院校的在校学生人数不断大幅增加,而教师数量并没有相应地得到同步增加,因此就造成高等院校的教学设施和教学人员的普遍短缺,数学教师尤为严重。为了保证学生有课上、课程有人讲,像高等数学这样的专业基础课,不得不采用大班来组织课堂教学,学生人数一般都在150人左右,有时多达200人。面对这样的困境,如何来保证高等数学课程的教学质量并有效地提高学生的数学素质?就成为一个值得高校有关各方认真考虑和研究的课题。
本文将借助当代教育心理学的一些理论和思想,从数学的教育作用、高等数学课程教学的现状和问题、以及多媒体技术在高等数学课程教学中的应用几个方面,来研究高等数学课程的教学改革问题,并结合我校的具体实际情况,提出一些能有效提高高等数学课程的教学质量的新建议。
2数学与数学教育
数学的发展历史是非常悠久的,大约在1万年前,人类就从社会生产实践中逐渐认识并形成了“数”和“形”的概念,但是真正产生数学理论还是从古希腊人欧几里得(Euclid,公元前300年)开始的。
2000多年以来,数学的发展大体可以分为3个阶段:17世纪以前是数学发展的初级阶段,这一时期出现了常量数学,如初等几何,初等代数;从文艺复兴时期开始,数学进入了第二个阶段,即变量数学阶段,这一时期产生了微积分、解析几何、高等代数;从19世纪开始,数学获得了巨大的发展,形成了近代数学阶段,这一时期产生出实变函数、复变函数、泛函分析、微分方程、近世代数、非欧几何、拓扑学、计算数学、数理逻辑、概率论、数理统计等一大批新的数学分支。到目前为止,数学已发展成为拥有100多个学科分支的庞大的知识体系。
恩格斯曾说过:“数学是现实世界中的空间形式与数量关系”。然而现代数学的内容已经大大超出一般意义下的“形”与“数”的范畴。对于大多数人来说,数学,特别是现代数学,在他们的印象中往往只是一大堆符号和公式,而并不真正了解数学为何物。为简单起见,我们可以用较为生动形象的语言来描述数学,数学是一切科学的共同语言,数学是一把打开科学大门的钥匙,数学是一种思维的工具,数学是一门创造性的艺术。不仅如此,数学还是一门内容丰富的知识体系,其内容对自然科学家、社会科学家、哲学家、逻辑学家和艺术家是十分有用的,而且对政治家和神学家的学说观点也会产生影响,它满足了人类探索宇宙的好奇心和对美妙音乐的冥想,甚至以难以觉察到的方式无可置疑地影响着现代历史的进程。
数学作为一门教育课程进入学校,可追溯到公元前的柏拉图(Plato,公元前427-公元前347)时期,至今已有2400年左右的时间。柏拉图曾规定不懂几何学的人就不得进他的哲学学校。他甚至认为:“如果说不知道正方形的对角线和边是不能用同一单位度量的,那他就不值得人的称号”。由此可以看出,那时人类就已经把数学与教育、数学与人的全面发展联系起来了。
1990年,联合国研究机构提出了“知识经济”的说法,1996年经合组织明确给出这一概念的定义,即以知识为基础的经济。在知识经济时代,知识经济人才的首要标准是要真正有知识,联合国系统曾对高科技产业的研究者、决策者和管理者应具备的个人基本知识做过一个总结———高等数学;在研究与发展的某一领域中的实践;计算机的基础知识;现代管理方法;外语知识;社会科学的基本知识。值得注意的是在所列的基本知识当中高等数学被放置于首位,这从一个侧面充分说明了高等数学在人才培养过程中的重要作用。事实上,数学教育在提高人才的推理能力、抽象能力、分析能力和创造能力上是任何其它训练都无法代替的。
3高等数学课程教学的现状和问题
北京第二外国语学院是一所以外国语言文学为主体学科,以旅游管理为特色学科,文学、经济学、管理学、法学等多学科门类共同发展的教学型大学。高等数学是旅游管理学院和国际经济贸易学院的各专业本科生的专业必修课,也是国际传播学院、法政学院以及外语类各系的本科生的公共选修课。教学内容涉及到微积分学、线性代数、概率论和数理统计4门不同的数学课程,教学计划144学时,实际教学课时约为120学时。
就旅游管理学院的旅游管理专业、市场营销专业、财务管理专业、会议展览专业而言,经过近几年的教学实践和研究,目前在高等数学课程教学中主要存在如下的问题:
(1)国内具有同类专业的一流高等院校大都设置250学时左右的大学数学课程,相对来说上述专业的数学课程存在严重的学时不足问题。
(2)由于大学扩招而兴起的大班课堂教学,以及长期以来所形成的重视课堂教学的传统,而导致了“注入式”教学方法更加流行。
(3)由于同一专业实行文理科招生制,再加上生源地的不同,造成学生入学数学水平的差距增大,这就给教师组织教学带来很大的困难。
(4)由于数学教师的缺乏,造成教学任务非常繁重,从而导致教师长期无暇接触科学研究,成为名副其实的“教书匠”,更严重的是数学教师看不到个人的职业发展前景。
(5)由于教学学时的不足,又为了完成教学内容赶进度,致使习题课名存实亡,只能在课堂上找时间多讲几个例题来代替。
(6)由于过分强调“专业教育”,而形成了对大学数学教育的片面理解,在人们的观念里,认为数学只是“为专业服务”的工具仍然根深蒂固,严重忽视大学数学在人才培养中的素质教育作用。
4多媒体技术在高等数学课程教学中的应用
现在,从数学教师的角度出发,借助当代教育心理学的一些理论和思想[3],来研究多媒体技术在高等数学课程教学中的应用,以便克服和改善在高等数学课程教学中存在的主要问题。
课堂板书教学是高等数学课程教学的一个特点。符号语言是数学的一个重要特征,如同音乐利用符号来代表和传播声音一样,数学也是利用符号来表示数量关系和空间形式的。数学符号语言与日常讲话用的语言是不同的,因为日常语言是习俗的产物,也是社会和政治运动的产物,而数学符号语言是经过慎重地、有意地和精心地设计的。借助于数学符号语言的严密性、简洁性和精确性,数学家们就可以表达和研究数学思想,而这些思想如果用普通语言来表达的话,就会显得非常冗长不堪。另外,数学符号语言的这种简洁性还有助于提高思维的效率。数学符号语言中含有大量的符号和几何图形,这些符号和图形常使得不懂其意义的人感到莫名其妙。因此,要想完整准确地表达和传递数学信息,仅仅依靠普通人类语言是不够的,还必须借助数学的符号语言才能办到。由此可见,数学课程的教学不仅需要大量的说,而且需要大量的写和大量的画。这就决定了数学课程的教学必须借助大量的板书来组织课堂教学。
创建一个能够充分调动学生的各个感觉器官的客观环境是高等数学课堂教学的一个起码条件。神经生物学家的实验研究已经表明,人类自然接受信息是通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等感官来进行的,其中视觉和听觉起着最重要的作用。通过视觉获得的信息占83%,通过听觉获得的信息占11%,因此来自视觉和听觉的信息就达到94%。对于同样的学习材料,单用视觉,3小时后能保持所获得知识的72%,3天后下降到20%。单用听觉,3小时后能保持所获得知识的70%,3天后下降到10%。如果视觉和听觉并用,3小时后能保持所获得知识的85%,3天后下降到65%。因此从提高学生学习高等数学的效率来讲,创建一个能够充分调动学生的各个感觉器官的学习环境是十分重要的。
目前高等数学课程是以大班方式组织教学的,每班合计人数约为140人(4×35=140),这主要是由于专职数学教师数量不足而造成的。如果数学教师不能在近期内有效地增加的话,那么在这样的教学环境中继续使用传统教学法来组织课堂教学,由大课堂教学所引起的一系列问题,比如坐在教室后面的学生看不清黑(白)板上老师的板书、听不清老师的声音之类问题,就会更加严重。根据近年来的教学研究和实践,笔者认为将多媒体技术应用到高等数学课程教学中是走出这一困境的一个最合适的办法。
随着办学设施的逐步改善,学校已经建成一些多媒体教室,配置了计算机、多功能投影仪、视频展台、有线话筒、高保真音响、影碟机以及录像机,这就为开展高等数学的多媒体教学创造了必要的物质条件。对于高等数学课程来说,借助多媒体技术来组织课堂教学,会弥补传统教学法的某些缺陷,具有无可比拟的优势。
良好的视听环境。电子教案经多媒体演示后,文字规范,字体可大可小,图形直观清晰,色彩丰富,并可设置动画,视觉效果较好且具有形式上的美感。另外,高保真的话筒和音响,更增加了声音的立体效果。这些优势基本上可以解决学生在课堂上看不清板书和听不清声音的问题,使学生获得了一个良好的课堂教学环境。
生动形象的教学情景。传统教学手段难以表达的抽象数学概念和思想,借助多媒体技术可以生动形象地展示出来。如极限概念,从图形上通过计算机对极限过程的动画演示,学生就能比较容易地理解和接受这个抽象的极限概念。对于定积分和二重积分的概念,经过动画演示,学生很容易理解和接受分割、近似代替、求和以及取极限这个重要思想。
精确直观的空间图形。传统教学手段难以演示的空间图形和形成过程,借助多媒体技术可以精确直观地展示出来。三维空间的几何图形,如柱面、二次曲面、旋转体、曲面的截痕、球体被柱面所截得立体等等,这些特殊的曲面和立体的图形,对于大多数学生来说是难以想象出全貌的。通过计算机的三维动画软件,能够直观地演示这些难以想象的几何图形的形成过程,并精确地展示出来。借助图形的直观效果,有助于学生对于数学思想、概念和原理的认识和理解。
增加课堂教学的信息量。电子板书的合理演示,节省了数学教师的大量板书时间,使教师能够将更多的精力和时间用于教学内容的讲授上,进而有效地增加课堂教学的信息量,提高全面地提高课堂教学的有效性。
提高学生的学习积极性。多媒体技术带来的良好的视听环境、生动形象的教学情景和精确直观的空间图形,极大地增强了数学课程的趣味性和吸引力,特别是现代教育技术的引进,使学生在心理上产生一种积极上进的愿望,继而提高学生学习数学课程的积极性。
提高数学教师的业务水平。将多媒体技术引入高等数学的课堂教学中,对数学教师也是一种挑战,从认真备课到吃透教材,从钻研教学课件到制作体现自己教学理念和教学方法的电子教案,都需要去做大量的课前准备工作。另外,对于一般的数学老师来说,熟练使用计算机和电子教案的制作工具也不是一件轻松的事情。这个准备的过程无疑会大大提高数学教师的能力和业务水平。
需要指出的是,多媒体技术是一种辅助高等数学课程教学的工具,它也具有两面性。如果多媒体技术在课堂教学中使用恰到好处,那么就能够成功解决目前高等数学课程教学中存在的部分的问题,从而极大地提高高等数学的教学质量。如果使用不合理得当,也会出现一些传统教学中的常见的问题,如满堂灌现象,特别是由于课堂教学的信息量加大和节奏加快,容易使学生眼花缭乱,难以真正吸收和消化教师在课堂上提供的数学思想和知识。
课堂教学是一门艺术,也是一种创造性劳动,要做好这项工作,需要教师的敬业精神,更需要教师对学生的爱心。
5提高教学质量的一些建议
翻开国内的学术期刊,不难见到有关高等数学教学改革的研究文章,但这些文章大多数是从教师的角度去考虑高等数学课程的教学改革问题,很少有人从宏观的角度去思考。如何来有效地提高高等数学课程的教学质量,这是一项复杂的、艰巨的系统工程,需要教育部门、院校主管、数学教师、接受教育的学生,各施其职,各尽其力,通力合作才能够奏效。
具体需要以下几个前提条件:
一是有关各方对数学教育在大学人才培养过程中的作用要有一个明确的认识,高等数学是学生掌握数学工具的主要课程,而数学工具可用来处理和解决本学科中普遍存在的数量化问题和逻辑推理问题;数学是学生培养理性思维的重要载体,而理性思维会潜移默化地在学生日后的工作中发挥作用;数学是学生接受美感熏陶的一条途径,而美学四大中心构架(诗词、音乐、造型和数学)之一就是数学;数学是学生从事一切科学研究的共同语言,而数学语言会促进学生在知识、能力和素质的综合协调发展。
二是各级管理机构要加大教育经费的投入,制定切实可行的相关配套政策,鼓励和支持大学教师积极从事数学教学改革的研究和实践,使从事教学研究的教师看到自己的职业发展前景,使通识教育真正落实到实处。
三是数学教师要更新教育观念,自觉运用教育学和心理学的观点来指导数学的教学活动,敬岗敬业热爱学生,设法培养学生们的学习兴趣,使学生们能真正地认识到学习高等数学对他们日后职业发展的重要性,充分调动学生的学习积极性和主动性,并培养学生们的独立思考能力和创新能力,使得学生能够不断地提高他们的学习能力,进而树立终身不断追求学问的理想。
四是学生要积极向上,具有良好的学习动机,并能够认识到学习高等数学的重要作用,积极配合教师的教学活动,不断改进自己的学习方法和策略,提高自己的学习能力,逐渐养成探求问题的习惯。如果这些前提条件能够满足或大部分满足的话,那么经过有关各方的努力,有效地提高高等数学课程的教学质量是完全可能的。
总之,为加快我校向多学科综合型大学发展的速度,跟上国家大学数学教育改革的步伐,尽快提高高等数学的教学质量,建议有关各方转变对数学教育在大学人才培养过程中的作用的认识,更新大学数学的教育观念,大力倡导数学素质教育,健全大学数学教育的管理机构,明确管理机构的职责,加大对大学数学教育的经费投入,加强大学数学课程师资队伍的建设,制定切实可行的相关配套政策,使从事教学研究的教师看到自己的职业发展前景,调动各方面人员的积极性,保证大学数学课程必要的教学课时,设置数学课堂合理的学生人数,为数学教学改革和提高教学质量创造一个更加宽松的良好环境,努力为国家培养更多的高素质人才,为中华民族的复兴做出贡献。
[参考文献]
[1]萧树铁,谭泽光,曹之江,朱学贤.面向21世纪大学数学教学改革的探讨[J].高教数学研究,2000,3(3):5-9;2000,3(4):6-11;2001,4(1):4-12;2001,4(2):6-10.
当决定在学校实行高等数学课程分层次实践教学的计划时,数理学院以院长为首的高数任课教师纷纷献计献策,制定适合我校学生实际情况的分层次教学计划.首先采取实验班的形式,选取某个专业作为实验班进行教学,当条件成熟,再慢慢推广普及全校.实验班我们选定新入学的13级机电学院过程控制专业4个班作为授课班级,分别由2位老师各担任2个班级的高等数学老师.其次制定分层次教学的实施方法,主要的实践方法分为以下几步:调研学生情况———制定标准———分层组班———分层教学———评价———互动调整———评价———互动调整———评价.所谓分层次教学就是根据学生不同的潜质,结合学生的平时学业成绩分别对待,在课堂教学中根据不同层次的学生提出不同的要求,通过对各层次的学生完成作业的情况进行评估,有针对性和目的性地进行教学,从而达到预期的教学目的和教学效果.
2学生层次的具体划分以及实际课堂教学工作
下面就如何在高等数学课堂教学过程中实施分层次教学试谈如下.
2.1充分了解学生,做好分层次课堂教学的基础工作
在高等数学教学中,面对的是来自天南海北的朝气蓬勃的学生,由于他们家庭环境不一样,中学阶段的数学学习情况不一样,因此每个人的学习基础就会有所不同.对于刚入大学校门的大一新生,学生的知识基础、适应能力等因素直接影响着学生接受知识的能力,所以根据这样特点,我们实行几个时间阶段推进分层次教学工作.在第一阶段刚开课第一个月内的高等数学授课过程中,并没有分班教学,而是一边通过课堂教学,一边和学生课后交流以及结合学生平时作业情况,任课教师对学生的学习习惯、学习态度、学习基础进行全面了解,然后再结合教学内容的安排,在学习过程中定期的安排课程测试,最后根据所评定的学业成绩,把学生分成2种类型,从而确定不同层次的学生组合,以便于采取针对性措施.这样确定的“层”可明确教师的教学方针和对策,对教学内容进行分层设计,使得教学对象更有针对性、课堂教学更有成效.
2.2分层组班,合理自愿流动
在实际课堂教学中,有2个老师分别担任过控专业13级1,2班和3,4班的任课教师,在不影响教学进度的前提下,我们以高等数学的教学内容及教学计划为参照,按照高等数学教学内容的完整性即单变量极限内容授课结束后,我们进行了第一次课程测试,所有考试流程均按照期末全校通考的程序一样遵守,严格的考试时间,教师的严格监考制度,严格的试卷评判标准,我们始终做到给出每一位学生公平公正的学习成绩.这一系列的工作都是在新学期第一节课就事先告知学生的情况下进行的,所以当快要考试的那段时间,学生们都很认真的复习准备,最后根据考试平均成绩,制定分层的标准,综合学生的上课学习情况,第一次把过控专业13级学生4个班按照层次要求及班容量进行分层组成2班.一个班我们定位为A班,一个班定位为B班.这样可以把学习成绩相近、某些特征相似、需求相同的学生分在一层,教师可以根据每层学生特点,有针对性的施教,有区别的帮助学生.这一方案在实施过程中我们想到可能会遇到一些困难,往往老师的出发点是好的,可以调动有些学生的学习积极性,当然在后续的实践教学中老师已深切感受到一些学生在通过这样的层次分班下学习的热情和积极性,但还有一点担忧就是若分班稍有不妥,有可能会给极个别学生带来自卑感,反而适得其反,为了树立每一位同学学习高等数学的自信心,我们一方面遵守分层的标准,一方面还是做到合理自愿流动.合理自愿流动是指根据学生的实际情况把学生调整到相应层次的动态管理过程.分层教学阶段流动与平时流动相结合,在整整一年的高等数学课堂教学过程中我们进行多次类似的测试评定,A、B两个班的学生相继又进行不同层次的自愿流动.值得肯定的是4个班的学生始终是一个整体,在教学进度一致的情况下,合理自愿流动的分层教学促进师生的交流和互动,使得学生学习的竞争意识,积极性都得到很大的提高,同时两个任课教师根据学生实际情况具体制定分层教学模式的教学目标:A班学生:掌握知识较好,教学内容在重基础、重收获的前提下,对A班学生综合性、理解性的习题要求要高一些,我们要求以优良成绩完成高等数学课的学习任务,具备普通高等学校学生应具备的文化基础课通用能力.B班学生:接受知识慢一些,我们放慢教学进度,在运用知识的能力方面分出层次,加强基础性知识的练习,要求以合格成绩完成高等数学课的学习任务,具备学习专业课的必备的文化基础课通用能力.这样通过在教学内容拓宽、教学目标明确的基础上可以让学生在不同学习阶段、不同层次班级的合理自愿的流动,使学生获得最适合自己的学习条件,包括学习内容、学习方法和教师,目的是激发学生的学习兴趣,培养学生的竞争意识.
3课堂教学实践的成果
在这一年的高等数学实践教学中,作为任课教师是深有感触:一方面感受到通过分层次教学带给学生积极向上的学习劲头,一方面也带给任课教师自身素质的提高.表1是任课班级的部分学生在分层次教学下不同阶段的测试成绩抽样调查结果.总之,分层次教学方法对学生的学习进步起到了很好的推动作用,也为任课教师提供了很多经验总结:一是优化课堂教学课程内容,提高学生的学习积极性.在保证整体教学水平的前提下,根据当前素质教育的要求,面向全体学生,主动承认学生个体差异,改变统一的教学模式,因材施教.针对于不同的学科专业,有效地选择授课内容.针对不同层次的学生设计不同的教学内容,多与实际应用结合,在教学中恰当引入数学史,把数学史中积极向上的一面灌输给学生,活跃课堂气氛的同时对学生进行思想教育,激发学生的学习兴趣.二是实现教学方法的创新模式.打破统一大纲、统一讲授的传统教学管理模式,实现由传统式教育向创新式教育的转变,由整体模式的培养到注重个人培养的转变,激发学生的创新潜能.加强学生对数学方法、数学思想的培养,有助于培养学生全新的思维模式、提高学生的抽象思维能力以及运用数学思想解决实际问题的能力.三是实施合理流动的分层制.不同的层次教学,教学标准应有不同,分层次不是固定不变的,而是动态流动的,公平合理的,学生可以根据考试成绩和一个阶段的学习情况作出新的选择.虽然每个层次的教学标准不同,但各个层次的教学过程都要遵守一个基本原则,就是要把激励、鼓舞学生的主体意识贯穿教学过程的始终.
4总结